Учёные из Великобритании и Швеции ранее разработали новую хирургическую технику для повторного подключения сенсорных нейронов к спинному мозгу после травматических повреждений позвоночника.
А теперь они получили более глубокое представление о том, как техника работает на клеточном уровне, воссоздавая её у крыс для того, чтобы потом разработать новые методы лечения травм с частичным или полным разрушением спинного мозга. Подробности – в журнале Frontiers in Neurology.
Мозг и нейроны периферической нервной системы связываются в позвоночнике. Здесь объединяются двигательные и чувствительные пути, которые контролируют движение мышц и передают сенсорную информацию, например, о боли, температуре и прикосновениях. У пациентов с травматическими повреждениями позвоночника эти пути, а также корешки, которые образуются на выходе из спинного мозга (если мы говорим о моторных, нисходящих путях) или на входе (если мы говорим о чувствительных, восходящих путях), могут разрываться, что приводит к тому, что некоторые области тела теряют нервный контроль.
Хирурги могут имплантировать моторные корешки обратно в область, откуда они оторвались, и они обычно успешно восстанавливаются, так как двигательные нейроны умеют прорастать сквозь спинной мозг. Однако это не относится к более хрупким сенсорным корешкам, которые не поддаются корректному восстановлению.
«Доктора ранее считали, что этот тип повреждений спинного мозга невозможно исправить. Эти «рваные» травмы могут вызывать серьёзную инвалидность и мучительную боль», — говорит Николас Джеймс (Nicholas James), исследователь Королевского колледжа Лондона.
К счастью, Томас Карлштедт (Thomas Carlstedt) из того же учреждения помог разработать хирургическую технику для повторного подключения сенсорных входов. Она включает в себя выделение сенсорных нервных клеток из корешка и их имплантацию непосредственно в более глубокую структуру спинного мозга. Эта область называется дорсальным (или задним) рогом, и она содержит вторичные сенсорные нейроны, которые обычно не связаны напрямую с чувствительными корешками. Когда команда опробовала эту технику у пациентов, некоторые спинальные рефлексы вернулись, указывая на то, что имплантированные нейроны объединились с позвоночником и сформировали действующую нейронную цепь.
В новой же работе объединённая научная группа решила понять, как имплантированный корешок соединяется со спинным мозгом в заднем роге. Поняв механизм, они надеются разработать новые методы лечения пациентов с другими типами повреждений позвоночника.
Ученые смоделировали у крыс травму позвоночника и во время операции «подключили» сенсорный корешок, используя новую технику. Через 12-16 недель после операции исследователи оценили восстановление позвоночника, с помощью электрической стимуляции нейронов, чтобы посмотреть, сформировали ли они полный нейронный контур. Затем они проанализировали ткань под микроскопом.
Электрическое воздействие показало, что нейронная цепь замкнулась и корень успешно объединился со спинным мозгом. При изучении микроскопической структуры оказалось, что из частей нейронов, называемых дендритами (короткие отростки) в заднем роге выросли мелкие нервные «нити». И эти тонкие ответвления полностью покрыли имплантированный сенсорный корешок, обеспечивая непрерывность цепи.
«Стратегия «поощрения» нового роста от спинальных нейронов потенциально может стать полезной при других повреждениях нервной системы», — говорит Карлштедт.
Текст: Анна Хоружая